基于单片机的无线控制系统.doc

1、目 录1引言12总体设计方案12.1设计思路 12.1.1总体设计任务框图12.2 设计方案的确立 12.2.1无线传输部分12.2.2键盘密码确认及锁定部分22.2.3主要的设计实施过程23设计组成及原理分析23.编码及发射电路的设计23.1.1键盘电路的设计33.2键盘密码和报警的设计53.3解码及控制电路的设计33.4报警计数电路所用器件54总结与体会 6参考文献 7附录 8基于单片机的无线遥控系统摘要：无线多路遥控系统主要由发射和接受两部分组成，发射部分完成遥控指令的发射，接受部分完成指令的实施，其扩展功能主要是密码保护，由确保输入密码的正确来完成对该遥控系统的操作，达到对控制的保护。

2、本报告主要从遥控的控制环节和密码保护进行说明，介绍单片机接口电路的设计应用，编码程序和译码程序的编写等。关键词：确认密码、发射、接受、编码译码芯片、数码显示、单片机、无线电遥控、1 引言随着单片机的迅速发展，其应用领域越来越广，51系列单片机由于具有可靠性好，以及扩展控制功能强等优点，成为国内目前应用最广泛的一种8为单片机之一。随着单片机的应用领域越来越广泛，可以看出其的优越性和可靠性，所以将其应用到保密和安全方面是必然的，也是相当可靠，相当有意义的，基于单片机的无线多路遥控系统通常是将控制信号调制到高频载波上，通过空间传播，实现的对远处受控设备的控制，适合对工业、医疗、家用电器等工作状态，无

3、线遥控的研究在保护财产和人身安全方面可以给人们带来更多更好的选择。2 总体设计方案2.1 设计思路由设计要求，对于该电路基本功能发射部分主要由编地址电路、编码电路、无线发射电路以及显示电路组成，接受控制部分主要由接收电路、解码电路，控制电路以及控制电路和控制对象组成,对于扩展功能，用户密码的设置、系统的掉电记忆和密码存储以及报警和加锁功能，由单片机的完成。2.1.1其任务框图如下（1）、（2）图。（1）控制键盘单片机编码、信号信号的调制密码 确认信号的发送报警、加锁显示控路发射电路任务图（1） （2）信号接受信号的解调被控对象解 码接受电路任务图（2）2.2设计方案的确立2.2.1无线传输部分

4、（1）编码键盘的选择 根据要求，控制对象是十路以上的被控电路，用数码管显示级数，因此采用单片机的4x4键盘进行编码，最多可以控制十六路对象，对于控制系统的密码保护以及报警加锁，可以采用单片编程来实现。（2）串行编码及调制电路的选择 编码程序的作用是控制单片机读键盘，然后生成与键盘一致的编码，并利用单片机生成的四位并行数据再转变成串行数据通过调制后发送，因此通过串行编码芯片PT2262将不能发射的调频数字信号转化成中频，然后以串行的形式通过调频发射芯片MAX2608将键控信号发送出去。（3）信号接受及串行解码电路的选择 串行解码芯片采用与MAX2608配套的MAX1470来完成接受，然后送到与P

5、T2262配套的串行解码芯片PT2272中解码。（4）控制电路的选择 把PT2272解码后的数据送入单片机P2.0P2.3中，通过程序编码的确认，通过单片机的P口来完成所控制的电路，控制设备采用数码管或者发光二极管来做显示，灯亮表明工作。2.2.2键盘密码确认及锁定部分（1）选择密码，通过复位键可以输入选择原始密码，密码长度是1-16位，用户通过4*4矩阵键盘输入密码，输入时间不能超过12秒，用户输入密码错误次数大于三次，将听到报警声音。（2）开锁功能，当按下开锁键，系统将输入与密码进行检查核对，如果正确锁打开，否则不打开。2.2.3 主要的设计实施过程首先，选用ATMEL公司的单片机AT89

6、S82，以及选购其他电子元器件。第二步，使用99se设计硬件电路原理图，并设计PCB图完成人工布线。第三步，使用软件编写单片机程序、仿真、软件调试。第四部，使用PROTEUS软件进行模拟软、硬件调试。最后，联合软、硬件调试电路板，完成本次设计。 3 设计原理分析3.1 编码及发射电路的设计编码键盘采用89C52单片机的4X4键盘进行编码，键盘输入线的电阻采用47K52K的就可以了，单片机采用12MHZ的晶体振荡，单片机的复位电路采用手动上电复位电路，其中复位电路中所用电容根据晶振大小采用10UF的，当然PT2262编码芯片的振荡电阻应采用和根据单片机晶振率匹配的，经过计算大约4.7M，由于要发

7、射距离超过50米，因此振荡率较高的信号发射芯片采用315MHZ的MAX2608，其中PT2262芯片的正极输入直接从单片机的四位编码输出管脚接入，这样可达到省电的模式，电路的显示采用数码管指示，由于按键的键值由数码管显示，则数码管显示的值就所要控制的电路，由于只采用一个数码管显示，因此就不需要数码管驱动芯片了，直接用36K的电阻来代替就可以了，其电路图如图3。电路图（3）3.1.1键盘电路的设计本设计要求控制对象为十路以上的工作状态，本设计采用12路的。每一次只控制某一路的工作状态，则可从时间上将路控制与状态控制分开，因此，12路受控对象和12中工作状态可用12个键盘表示，加上复位键和确认建共

8、14个按键。键盘送出的12路状态信号由单片机进行编码，其中四根列线与P3.4P3.7相连，4跟行线与P3.0P3.3相连，设某一按键按下时，位于这一按键位置上的行列所对应的端口置为0，其余端口置1如图（3）所示。3.3 解码及控制电路的设计首先解码电路把发射电路产生的串行信号通过调频接受芯片MAX1470完成接受，然后再把接受的串行信号输入到解码芯片PT2272中，通过PT2272解码芯片后，把解码出来的四位并行数据送到单片机中的P2.0P2.3,并产生一次中断。送入到单片机中的数据再通过固化在单片机内的编译程序的确定，再对数据进行译码并且从单片机的P1.0P1.7送出，然后通过驱动芯片74L

9、S245来驱动被控对象，当然如果被控对象不是数码管而是一些应用的电机一类器件，则可根据要求来设计所需电路，本电路中被控对象采用用十二个数码管显示来代表，被点亮的数码管表示所工作的电路，至于对数码管的点亮确认通过单片机P0.0P0.7以及P3.0、P3.1、P3.2、P3.4口的地址码来确认，其电路图如图（4）。电路图（4）3.2键盘密码和报警的设计键盘密码通过编程序来控制的，把编好的程序固化在单片机内，P3口是控制键盘，通过键盘输入密码。P1.5为报警电路接入端部分，当要工作时间时来输入密码以及完成一系列的确认密码，输入密码的次数以及锁定和报警等功能，报警电路接在单片机的P1.5口上，然后根据

10、所设定的条件来完成报警的功能，报警电路采用lm386功率放大器来放大声音，连接该放大器的p1.5口在软件设计里模拟一个声音来源，即输入密码错误时发出的报警声，则如果密码是正确的，接着久是完成相应的一系列操作控制。4 软件编码程序的设计4.1编码程序的分析（1）键盘的每一个键均表示一种控制，并赋予了键值，因此，编码程序的作用是控制单片机度键盘，然后生成与键值一致的编码，并利用单片机P1.0P1.3传送编码到串行编码芯片中，编程的流程图如图（5）所示，从图中知道，当某个键按下的时间，该键的行与列短接，判断时可先将P3口中对应的行的口全置“1”，对应的列全置“0”，即P3口输出为0FH，然后用读引脚

11、的办法将P3口的值读入，读入的值与0FH一致，则无键按下，否则，就有键按下，10MS延时程序是为了消除按键瞬间产生的抖动。（2）对于发送端显示接口的设计要求用数字显示所控制的路数和状态类别，即将发送的键值转换成与数码管相对应的字符码，选89C52的P2口作为字符码的输出端，显示接口电路如图3所是，数码管显示0B数字的时，P2口应送出的字符值将其与键值对比，可发现，同一个数的键值与字符值是不一样的，即不能将键值直接送到P2口作为显示字符，需进行转换，由于键值与字符码是一一对应的，所以可设计查询表方式将键值转换为显示字符值，其步骤是按顺序将键值表和字符码表连续的地列入RAM的连续存储区内，用寻址的

12、方法找到键值在RAM中的指针地址，将此指针加上键值的个数作为偏移量，就得到字符值的指针地址将字符码指针地址所示的RAM内的字符值送到P2口，完成键值与字符值的转换后，还应对发送的数据是路数的键值还是状态类别的键值加以区分，可定义数码管的小数点段点亮，显示路数，小数点不亮显示状态，若将键值、路字符值和状态字符值在RAM中依次排列，则键值地址+地址偏移量1=路字符地址，键值地址+地址偏移量1+地址偏移量2=状态字符地址在实施控制时，任何一次控制都是在路控制在前，状态控制在后，因此可在程序中设立标志位，判断按键是路控制还是状态控制，一个控制数据以0X0F作为发送字符串头，接着是路控制信号，再接着是状

13、态控制信号，最后一个为ERC校验数据检测字符头，就可以确定当前键值的特性，实现从数据格式上区分路控制和状态控制。 （3）对于扩展功能密码锁 ，通过遥控器可以任意设置用户密码（1-16位长度），只有合法用户才能有修改电路控制的功能，同时系统掉电后能自动记忆和存储密码在系统中，密码的输入时间超过12秒或者连续3次输入失败，声音报警同时锁定系统，不让再次输入密码。此时只有使用管理员密码方能对系统解锁。（4）发射端软件流程图如图(5) 初始化按下键否密码输入密码正确读取键值发送数据返回YN延时10毫秒是否为确认键YN连续三次不正确锁定、报警处理4 结束语本设计采用单片进行编码，其优点就是可以完成控制十

14、路以上的功能，再进行密码锁所保护的保护，可以对比较私密的工作电路起到安全保护作用，该系统通过软、硬件综合调试，表明该系统可控制的范围在50米以上，。可用与家用电器的遥控，文教娱乐的场合的电器设备的遥控和办公场合的电器遥控，综上所述，无线电控制多路开关系统的研制，采用了较先进的电子技术，提供了一种合理的低成本的高效能的设计方案，给生活和工作带来便利，同时也获得好的社会效益和经济效益。参考文献1叶挺秀.应用电子学.杭州：浙江大学出版社，19942朱承高.电工及电子技术手册.北京：高等教育出版社，19903阎石.数字电子技术基础（第三版）. 北京：高等教育出版社，19894高吉祥.高频电子电子线路设

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16、出版社，2001附录参考文献著录内容要求及示例 MOV DPTR,#TABLE;段码首地址LSCAN:MOV P3,#0F0H；列行置高电平，行线置低电平 L1:JNB P3.0,L2；逐行扫描 LCALL DELAY JNB P3.0,L2 MOV RO,#00H;存行号 LJMP RSCAN L2:JNB P3.1,L3；逐行扫描 LCALL DELAY JNB P3.1,L3 MOV RO,#01H;存行号 LJMP RSCAN L3:JNB P3.2,L4；逐行扫描 LCALL DELAY JNB P3.2,L4 MOV RO,#02H;存行号 LJMP RSCAN L1:JNB P3

17、.3,L5；逐行扫描 LCALL DELAY JNB P3.3,L5 MOV RO,#00H;存行号RSCAN:MOV P3,#0FH;行线列线电平互换 C1:JNB P3.4,C2；逐行扫描 MOV R1,#00H;存列号 C11:JB P3.4,C11 LJMP CALCU C2:JNB P3.5,C3；逐行扫描 MOV R1,#01H;存列号 C22:JB P3.5,C22 LJMP CALCU C3:JNB P3.6,C4；逐行扫描 MOV R1,#02H;存列号 C33:JB P3.6,C33 LJMP CALCU C4:JNB P3.7,C1；逐行扫描 MOV R1,#03H;存列号 C11:JB P3.7,C44CALCU:MOV A,R0;根据行号和列号计算键值 MOV B,#04H MUL AB ADD A,R1 MOVC A,A+DPTR;根据键值查段码 MOV R7,ARETURN:RET L5:CLR A MOV R7,A JMP RETURNDELAY:MOV R5,#20 D1:MOV R6,#250 DJNZ R6,$ DJNZ R5,D1 RETTABLE:DB 0,1,2,3 DB 4,5,6,7 DB 8,9,A,B DB C,D,R,S END10